噴錨支護技術(shù)和超前加固技術(shù)要點詳解

1、噴錨支護技術(shù)和超前加固技術(shù)要點詳解一、噴錨暗挖與初期支護(一) 噴錨暗挖與支護加固1 淺埋暗挖法施工地下結(jié)構(gòu)需采用噴錨初期支護，主要包括鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、 錨桿一鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、鋼拱架一鋼筋網(wǎng)噴射混凝土等支護結(jié)構(gòu)形式；可根 據(jù)圍巖的穩(wěn)定狀況，采用一種或幾種結(jié)構(gòu)組合。2在淺埋軟巖地段、自穩(wěn)性差的軟弱破碎圍巖、斷層破碎帶、砂土層等不良地 質(zhì)條件下施工時，若圍巖自穩(wěn)時間短、不能保證安全地完成初次支護，為確保 施工安全，加快施工進度，應采用各種輔助技術(shù)進行加固處理，使開挖作業(yè)面 圍巖保持穩(wěn)定。(二) 支護與加固技術(shù)措施1 .暗挖隧道內(nèi)常用的技術(shù)措施(超導、導周、超錨、深注、臨仰2導超深宮)(1) 超

2、前錨桿或超前小導管支護；(2) 小導管周邊注漿或圍巖深孔注漿；(3) 設置臨時仰拱。2. 暗挖隧道外常用的技術(shù)措施(表錨、表注、凍結(jié)、降水、管棚2表凍水管)(1) 管棚超前支護；(2) 地表錨桿或地表注漿加固；(3) 凍結(jié)法固結(jié)地層；(4) 降低地下水位法。二、暗挖隧道內(nèi)加固支護技術(shù)(一) 主要材料1. 噴射混凝土應采用早強混凝土，其強度必須符合設計要求。嚴禁選用具有堿 活性集料?？筛鶕?jù)工程需要摻用外加劑，速凝劑應根據(jù)水泥品種、水膠比等， 通過不同摻量的混凝土試驗選擇最佳摻量，使用前應做凝結(jié)時間試驗，要求初 凝時間不應大于5min,終凝時間不應大于10min。2 鋼筋網(wǎng)材料宜采用Q235鋼（碳

3、素鋼），鋼筋直徑宜為612mm網(wǎng)格尺寸 宜采用150300mm搭接長度應符合規(guī)范。鋼筋網(wǎng)應與錨桿或其他固定裝置連 接牢固。3鋼拱架宜選用鋼筋、型鋼、鋼軌等制成，采用鋼筋加工而成格柵的主筋直徑 不宜小于 18mm。（二）噴射混凝土前準備工作1 噴射混凝土前，應檢查開挖斷面尺寸，清除開挖面、拱腳或墻腳處的土塊等 雜物，設置控制噴層厚度的標志。對基面有滴水、淌水、集中出水點的情況， 采用埋管等方法進行引導疏干。2應根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、噴射量等條件選擇噴射方式，宜采用濕噴方式； 噴射厚度宜為 50 100mm。3鋼架應在開挖或噴射混凝土后及時架設；超前錨桿、小導管支護宜與鋼拱架、 鋼筋網(wǎng)配合使用；

4、長度宜為3.03.5m,并應大于循環(huán)進尺的2倍。4超前錨桿、小導管支護是沿開挖輪廓線，以一定的外插角，向開挖面前方安 裝錨桿、導管，形成對前方圍巖的預加固。（三）噴射混凝土1 噴射混凝土應緊跟開挖工作面，應分段、分片、分層，由下而上順序進行， 當巖面有較大凹洼時，應先填平。分層噴射時，一次噴射厚度可根據(jù)噴射部位 和設計厚度確定。2鋼拱架應與噴射混凝土形成一體，鋼拱架與圍巖間的間隙必須用噴射混凝土 充填密實，鋼拱架應全部被噴射混凝土覆蓋，保護層厚度 40mm3臨時仰拱應根據(jù)圍巖情況及量測數(shù)據(jù)確定設置區(qū)段，可采用型鋼或格柵并噴 混凝土修筑。（四）隧道內(nèi)小導管注漿技術(shù)小導管注漿加固技術(shù)小導管注漿是淺

5、埋暗挖隧道的常規(guī)施工工序。本條簡要介紹小導管注漿加固技 術(shù)及其施工要點。S、適用條件與基本規(guī)定（一）適用條件1小導管注漿支護加固技術(shù)可作為暗挖隧道常用的支護措施和超前加固措施， 能配套使用多種注漿材料，施工速度快，施工機械簡單，工序交換容易。（簡 易快）2在軟弱、破碎地層中成孔困難或易塌孔，且施作超前錨桿比較困難或者結(jié)構(gòu) 斷面較大時，宜采取超前小導管注漿和超前預加固處理方法。（二）基本規(guī)定1小導管支護和超前加固必須配合鋼拱架使用。用作小導管的鋼管鉆有注漿孔， 以便向土體進行注漿加固。2采用小導管加固時，為保證工作面穩(wěn)定和掘進安全，應確保小導管安裝位置 正確和足夠的有效長度，嚴格控制好小導管的安

6、設角度。3在條件允許時，應配合地面超前注漿加固；有導洞時，可在導洞內(nèi)對隧道周 邊進行徑向注漿加固。（一）小導管布設1 .常用設計參數(shù)：鋼管直徑3050mm鋼管長35m焊接鋼管或無縫鋼管； 鋼管鉆設注漿孔間距為100150mm鋼管沿拱的環(huán)向布置間距為 300500mm 鋼管沿拱的環(huán)向外插角為 515，小導管是受力桿件，因此兩排小導管在 縱向應有一定搭接長度，鋼管沿隧道縱向的搭接長度一般不小于1m。2. 導管安裝前應將工作面封閉嚴密、牢固，清理干凈，并測放出鉆設位置后方 可施工。（二）注漿材料（強盛穩(wěn)久可收毒）1 .應具備良好的可注性，固結(jié)后應有一定強度、抗?jié)B、穩(wěn)定、耐久和收縮小， 漿液須無毒。注

7、漿材料可采用改性水玻璃漿、普通水泥單液漿、水泥水玻璃 雙液漿、超細水泥四種注漿材料。一般情況下改性水玻璃漿適用于砂類土，水 泥漿和水泥砂漿適用于卵石地層。（泥卵、玻砂）。2. 水泥漿或水泥砂漿主要成分為 P.O42.5 級及以上的硅酸鹽水泥、水泥砂漿；水玻璃濃度應為4045 Be,外加劑應視不同地層和注漿法工藝進行選擇。3. 注漿材料的選用和配比的確定，應根據(jù)工程條件，經(jīng)試驗確定。（三）注漿工藝1 .注漿工藝應簡單、方便、安全,應根據(jù)土質(zhì)條件選擇注漿工藝（法）。2.在砂卵石地層中宜采用滲入注漿法；在砂層中宜采用擠壓、滲透注漿法；在 黏土層中宜采用劈裂或電動硅化注漿法；在淤泥質(zhì)軟土層中宜采用高壓

8、噴射注 漿法。（一）控制加固范圍1. 按設計要求,嚴格控制小導管的長度、開孔率、安設角度和方向。（長孔角 向）2小導管的尾部必須設置封堵孔，防止漏漿。（二）保證注漿效果1漿液必須配比準確，符合設計要求。2注漿時間和注漿壓力應由試驗確定，應嚴格控制注漿壓力。一般條件下：改性水玻璃漿、水泥漿初壓宜為 0.10.3MPa,砂質(zhì)土終壓一般應不大于 0.5MPa 黏質(zhì)土終壓不應大于0. 7MPa。水玻璃一水泥漿初壓宜為 0.3I.OMPa,終壓宜 為 1.21.5MPa。3注漿施工期應進行監(jiān)測,監(jiān)測項目通常有地（路）面隆起、地下水污染等, 特別是要采取必要措施防止注漿漿液溢出地面或超出注漿范圍。（地隆水

9、染漿 超逸）管棚施工技術(shù)要點：S 結(jié)構(gòu)組成與適用條件1 、結(jié)構(gòu)組成（1）管棚法為防止隧道開挖引起的地表下沉和圍巖松動,開挖掘進前沿開挖工 作面的上半斷面設計周邊打入厚壁鋼管,在地層中構(gòu)筑的臨時承載棚防護下, 為安全開挖預先提供增強地層承載力的臨時支護方法,與小導管注漿法相對應, 通常又稱為大管棚超前支護法。（ 2）管棚是由鋼管和鋼拱架組成。鋼管入土端制作成尖靴狀或楔形,沿著開挖 輪廓線,以較小的外插角（ 3）,向開挖面前方打入鋼管或鋼插板,末端支架 在鋼拱架上,形成對開挖面前方圍巖的預支護。（ 3）管棚中的鋼管應按照設計要求進行加工和開孔,管內(nèi)應灌注水泥漿或水泥 砂漿,以便提高鋼管自身剛度和強

10、度。2、適用條件（管棚使用地層：膨塌流砂、偏極斷發(fā)）（1）適用于軟弱地層和特殊困難地段,如極破碎巖體、塌方體、砂土質(zhì)地層、 強膨脹性地層、強流變性地層、裂隙發(fā)育巖體、斷層破碎帶、淺埋大偏壓等圍 巖,并對地層變形有嚴格要求的工程。（ 2）通常,在下列施工場合應考慮采用管棚進行超前支護：（管棚適用場合：2 穿特大口帶）1）穿越鐵路修建地下工程；2）穿越地下和地面結(jié)構(gòu)物修建地下工程；3）修建大斷面地下工程；4）隧道洞口段施工；5）通過斷層破碎帶等特殊地層；6）特殊地段，如大跨度地鐵車站、重要文物保護區(qū)、河底、海底的地下工程施 工等。1、主要材料要求管棚所用鋼管一般選用直徑70180mm壁厚48mm無

11、縫鋼管。管節(jié)長度視工 程具體情況而定，一般情況下短管棚采用的鋼管每節(jié)長小于10m長管棚采用的鋼管每節(jié)長大于10m或可采用出廠長度。（小導管直徑 3050mm長度 3 5m）（ 1）水泥砂漿主要成分為 P.O42.5 級及以上的硅酸鹽水泥，水泥砂漿宜采用中 砂或粗砂；外加劑應視不同地層選用；配比應根據(jù)工程土質(zhì)條件，經(jīng)試驗確定。1 、施工技術(shù)要點（1） 施工工藝流程：（小導管、管棚：鉆一擦一注一封地表錨桿：鉆一注一 擦封）（2）測放孔位一鉆機就位-水平鉆孔一壓入鋼管一注漿（向鋼管內(nèi)或管周圍土 體）封口開挖。（ 3）管棚一般是沿地下工程斷面周邊的一部分或全部，以一定的間距環(huán)向布設， 形成鋼管棚護，沿

12、周邊布設的長度及形狀主要取決于地形、地層、地中或地面 及周圍建筑物的狀況，有帽形、方形、一字形及拱形等。（4）管棚鋼管環(huán)向布設間距對防止上方土體坍落及松弛有很大影響，施工中須 根據(jù)結(jié)構(gòu)埋深、地層情況、周圍結(jié)構(gòu)物狀況等選擇合理間距。一般采用的間距 為 2.02.5 倍的鋼管直徑（小導管間距一般 100150，環(huán)向 300500） ?？v 向兩組管棚搭接的長度應大于3m （小導管縱向搭接1m）。在鐵路、公路正下方 施工時，要采用剛度大的鋼管連續(xù)布設。（公鐵連續(xù)）S 施工質(zhì)量控制要點1 、鉆孔精度控制（ 1 ）鉆孔開始前應在管棚孔口位置埋置套管，把鋼管放在標準拱架上，測定鉆 孔孔位和鉆機的中心，使兩點

13、一致。為了防止鉆孔中心振動，鋼管應用U形螺栓與拱架稍加固定，以仿止彎曲，并應每隔5m （視情況可調(diào)整，一般為 26m）對正在鉆進的鉆孔及插入鋼管的彎曲及其趨勢進行孔彎曲測定檢查。（防止鉆孔中心振動措施：U型螺栓與拱架固定鋼管，每隔5m對鉆孔及鋼管進 行孔彎曲測定）（2）在松軟地層或不均勻地層中鉆進時，管棚應設定外插角，角度一般宜w3（小導管515）。避免管節(jié)下垂進入開挖面，應注意檢測鉆孔的偏斜度， 發(fā)現(xiàn)偏斜度超出要求應及時糾正。鋼管就位控制（ 1）鋼管的打入隨鉆孔同步進行，并按設計要求接長，接頭應采用厚壁管箍， 上滿絲扣，確保連接可靠。（ 2）鋼管打入土體就位后，應及時隔（跳）孔向鋼管內(nèi)及周圍

14、壓注水泥漿或水 泥砂漿，使鋼管與周圍巖體密實，并增加鋼管的剛度。3、注漿效果控制（ 1 ）嚴格控制管棚間距，防止管棚出現(xiàn)間距過大或出現(xiàn)偏離。（ 2）嚴格按試驗參數(shù)，控制注漿量，防止注漿效果不好、出現(xiàn)流沙等現(xiàn)象。（ 3）必要時宜與小導管注漿相結(jié)合，開挖時可在管棚之間設置小導管。（五）隧道內(nèi)錨桿注漿加固，錨桿施工應保證孔位的精度在允許偏差范圍內(nèi)， 鉆孔不宜平行于巖層層面，宜沿隧道周邊徑向鉆孔。錨桿必須安裝墊板，墊板 應與噴混凝土面密貼。鉆孔安設錨桿前應先進行噴射混凝土施工，孔位、孔徑、 孔深要符合設計要求，錨桿露出巖面長不大于噴射混凝土的厚度，錨桿施工應 符合質(zhì)量要求。三、暗挖隧道外的超前加固技術(shù)

15、（一）降低地下水位法1當淺埋暗挖施工地下結(jié)構(gòu)處于富水地層中，且地層的滲透性較好，應首選降 低地下水位法達到穩(wěn)定圍巖、提高噴錨支護安全的目的。含水的松散破碎地層 宜采用降低地下水位法，不宜采用集中宣泄排水的方法。2在城市地下工程中采用降低地下水位法時，最重要的決策因素是確保降水引 起的沉降不會對既有構(gòu)筑物或擬建構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成危害。3降低地下水位通常采用地面降水方法或隧道內(nèi)輔助降水方法。4當采用降水方案不能滿足要求時，應在開挖前進行帷幕預注漿，加固地層等堵水處理。根據(jù)水文、地質(zhì)鉆孔和調(diào)查資料，預計有大量涌水或涌水量雖不大， 但開挖后可能引起大規(guī)模塌方時，應在開挖前進行注漿堵水，加固圍巖。（二

16、）地表錨桿（管）1地表錨桿（管）是一種地表預加固地層的措施，適用于淺埋暗挖、進出工作 井地段和巖體松軟破碎地段。2地面錨桿（管）按矩形或梅花形布置，先鉆孔一吹凈鉆孔一用灌漿管灌漿一 垂直插入錨桿桿體一孔口將桿體固定。地面錨桿（管）支護，是由普通水泥砂 漿和全粘結(jié)型錨桿構(gòu)成地表預加固地層或圍巖深孔注漿加固地層。3. 錨桿類型應根據(jù)地質(zhì)條件、使用要求及錨固特性進行選擇，可選用中空注漿 錨桿、樹脂錨桿、自鉆式錨桿、砂漿錨桿和摩擦型錨桿。（錨桿類型：中脂摩 砂鉆）（三）凍結(jié)法固結(jié)地層1凍結(jié)法是利用人工制冷技術(shù)，用于富水軟弱地層的暗挖施工固結(jié)地層。通常， 當土體的含水量大于 2.5%、地下水含鹽量不大于 3%、地下水流速不大于 40m/d 時，均可適用常規(guī)凍結(jié)法，當土層含水量大于10唏口地下水流速不大于79m/d時